数字储能网讯：虚拟电厂没有实体形式，被称为“看不见的电厂”，作为一种创新的电力供应模式，正在全球范围内受到瞩目并迅速发展。数据显示，2022年，全球虚拟电厂项目的累计装机容量已达到21.2GW，其中，中国以占全球总量17.5%的装机容量，展现出强劲的发展势头。
为了进一步推动中国虚拟电厂产业的发展，加快产业建设的步伐，中国化学与物理电源行业协会在7月24日主办的第二届中国新型储能产业高质量发展大会暨第二届全国虚拟电厂技术高层研讨会上，重磅发布《2023中国虚拟电厂产业发展白皮书》。
中国化学与物理电源行业协会储能应用分会秘书长刘勇在发布会现场表示，虚拟电厂作为支撑新型电力系统的重要技术手段，可通过参与电力市场提升对电网的支撑和调节能力，实现源网荷储的协调互动和友好支撑。本质上来说，虚拟电厂是实现能源生产和分配的“去中心化”，实现电源和负荷的就地平衡消纳。
这份报告由中国化学与物理电源行业协会主编，中国化学与物理电源行业协会储能应用分会课题组完成撰写，市场数据来源于中国化学与物理电源行业协会储能应用分会自主建立的《全球储能数据库》。
该报告深度剖析了虚拟电厂在全球和中国的市场现状，预测了其未来发展趋势，解读了相关政策，分析了技术经济性，展示了典型案例，为推动虚拟电厂的发展提供了全面而深入的参考和指导。
中国占全球总量17.5%
虚拟电厂以实现需求侧资源的+优化配置为目标，作为一种新型的电力供应模式，在全球范围内展示出巨大的发展潜力。
据《2023年中国虚拟电厂产业发展白皮书》数据显示，2022年全球可再生能源装机总量达到3,372GW，占全球发电装机总量的40.2%，而可再生能源占全球新增装机总量的83.3%，特别是光伏和风电的新增装机量，分别达到了192GW和75GW。这一势头充分反映了全球电力行业绿色、低碳、可持续的发展趋势。
2022年全球虚拟电厂装机累计规模预测情况（GW）
数据来源：《2023中国虚拟电厂产业发展白皮书》
在此背景下，全球虚拟电厂项目累计装机容量也实现了突破，2022年达到21.2GW，同年新增装机9.9GW，投资规模约99亿元（约14.1亿美元）。全球电力需求为26,779TWh，虚拟电厂参与交易电量约32.6TWh，虽然只占全球电力需求量的1.2‰，但其交易金额约为128亿元（约18.3亿美元），显示了其巨大的市场潜力。
该报告预测，到2025年，全球虚拟电厂装机累计规模将达到58-60GW，到2030年更将达到135-145GW。按照800元/千瓦的投资成本测算，2030年全球虚拟电厂累计投资规模将接近1,000亿元。
中国在全球可再生能源及虚拟电厂发展中表现出领先的步伐。该报告显示，2022年，中国发电装机总量2,564GW，其中可再生能源发电装机总量达到1,176GW，占比高达45.9%。同年，中国虚拟电厂项目累计装机容量约为3.7GW，占全球虚拟电厂装机总量的17.5%。
中国虚拟电厂产业展现出巨大商业价值和良好发展前景。该报告预测，到2025年和2030年，中国虚拟电厂累计装机总容量预计将分别达到39GW和55GW。预计到2025年，中国虚拟电厂的投资规模将达到300亿元，到2030年，这一数字将提升至425亿元。同时，预计2025年和2030年，中国虚拟电厂参与平抑的用电量将分别达到37TWh和51TWh。
度电成本仅为0.57元/kWh
全球各国在面对电源结构问题和尖峰负荷需求无法满足的情况下，需求侧管理和虚拟电厂应用已成为关键解决方式。
虚拟电厂作为智慧能源系统的一种，能通过聚合一种或多种可控资源，实现自主协调优化控制，并参与电力系统运行和电力市场交易。此外，虚拟电厂作为轻资产运营模式，其盈利性和经济性都表现出显著优势。
目前，中国已有多个省份陆续公布了虚拟电厂的相关政策，并对虚拟电厂削峰填谷的补贴、计价规则等进行了详细制定。
这种新型的电力运营方式不仅可大幅降低投资成本，而且其收入来源更为多元化，包括电量补贴分成收入、节能服务的服务费用等。国家电网测算，若建设虚拟电厂，建设、运维和激励的资金规模仅需煤电机组的10-15%，即400-570亿元。
以山东省为例，其在面临500万千瓦尖峰负荷缺口的情况下，采用“需求响应+延寿煤电”虚拟电厂方案的年化成本远低于新建燃煤机组，每年将降低14.7亿元的开支。
各种储能的成本对比情况
注：钠离子电池成本为规模化量产理论投资成本。
数据来源：《2023中国虚拟电厂产业发展白皮书》
该报告还比较了虚拟电厂与各类储能方式的经济性，例如锂离子电池、钠离子电池、液流电池、飞轮储能和压缩空气储能等。抽水蓄能电站的度电成本为0.21-0.25元/kWh，而采用虚拟电厂方案的度电成本仅为0.57元/kWh，与锂电池储能成本水平相当，低于钠离子电池和液流电池等储能方式。
在上述山东省的案例中，虚拟电厂的度电成本为0.57元/kWh，与锂电池储能成本水平相当，更低于钠离子电池和液流电池等储能方式。
通过以上分析，虚拟电厂的推广将为解决全球电力供需问题提供一种全新且经济有效的解决方案。对于电力运营商和负荷聚合商来说，虚拟电厂的应用不仅可降低资金成本，也可实现更高效的电力资源分配和管理。
行业标准需进一步细化
随着虚拟电厂的持续发展，国家发改委和国家能源局等政府部门亦给予了高度的重视和支持。在《电力现货市场基本规则（征求意见稿）》《“十四五”现代能源体系规划》《关于完善能源绿色低碳转型体制机制和政策措施的意见》等产业政策中，明确了虚拟电厂行业的发展方向，并提供了广阔的市场前景。
然而，国内的虚拟电厂产业发展仍面临多重挑战和困难，虚拟电厂尚处于发展的早期阶段，尚未建立完整统一的产业标准，对于技术整合和管理体系的单一性问题存在困扰。由于虚拟电厂是基于互联网和信息技术进行集成的，其面临潜在的网络安全问题也是一个重要的挑战。
此外，虚拟电厂的市场定位和市场准入标准尚不明确，国内电力市场对各类新兴主体的接纳程度不够，辅助服务市场规模小、品种少，这些都是制约虚拟电厂产业发展的因素。
尽管虚拟电厂备受关注，频频出现在政策文件和资本市场话题中，但作为一种新业态，虚拟电厂目前仍呈现雷声大、雨点小的局面。
中国化学与物理电源行业协会储能应用分会秘书长刘勇在嘉宾致辞环节的主题演讲“虚拟电厂的机遇与挑战”指出，需思考如何真正意义上发挥虚拟电厂理论上的效能，由于虚拟电厂需要突破现有电力系统的思想理念、政策、技术和电网运行模式，并且各类问题交织错杂。
不同于以往的电力工程或能源工程，虚拟电厂是作为一个“生态体系”的建设，在当前发展的窗口期，需要政府、电网公司、产业链、用户多方资源相互协助与共同推进。
刘勇秘书长提出了一系列的建议。首先，他强调了政策支持的重要性，认为在行业发展的初期，需要政策的完善和支撑。其次，他提出需要引导电网和用户转变思想理念，对于电网公司，需完善调度平台的建设，提高虚拟电厂的调用水平。此外，他还建议加强示范项目建设总结，通过示范项目发现并总结问题，指引政策、标准、技术、商业模式的逐步健全。
在技术方面，刘勇秘书长强调了技术创新的重要性，他认为虚拟电厂主要基于先进的通信和协调控制技术，并结合网络安全防护技术及智能计量技术，系统交互复杂，因此需要加强技术攻关和突破。
在商业模式上，刘勇秘书长建议逐步完善虚拟电厂参与电力市场机制，推动虚拟电厂参与需求侧响应、中长期、现货、辅助服务等不同交易品种，明确虚拟电厂参与电力市场的主体地位和参与类型。
除此之外，在本次发布的报告中，还提出了需要制定更具体、明确的政策，并在补贴政策上优先支持数字化技术和智能化技术的应用，同时给予税收优惠和资金扶持，为虚拟电厂的快速发展奠定政策基础等建议。
作者：李雅琦 来源：中国储能网